Устройство для определения скорости движения лифтов и основных параметров подъемников на основе анализа потока фотографий
Устройство для контроля и определения параметров движения лифтов и подъемников на основе анализа потока фотоизображений может найти применение при проверке и анализе технического состояния лифтов и подъемников с целью обеспечения их безопасности. Устройство содержит оптический маяк, на который направлен источник света. Оптический маяк закреплен на кабине лифта. На неподвижной части шахты лифта установлена фотокамера с фотоматрицей. Фотокамера сфокусирована на оптический маяк. С оптическим маяком и фотоматрицей соединен цифровой вычислительный блок. Фотокамера проецирует изображения с оптического маяка на фотоматрицу, и эти данные передаются в цифровой вычислительный блок. По полученным фотоизображениям определяются расстояние, скорость и ускорение лифта или подъемника. Данные записываются в цифровой запоминающий блок, соединенный двусторонней связью с цифровым вычислительным блоком. К входу цифрового вычислительного блока подключены блок ввода информации, таймер и электронный ключ. С выходом блока цифрового вычислительного соединен блок визуальной и звуковой сигнализации. Устройство позволяет провести мониторинг технического состояния лифта или подъемника и своевременно обнаружить и устранить возникшие неисправности. 1 н.з и 2 з.п. ф-лы, 2 илл.
Полезная модель относится к области контроля и обеспечения безопасности подъемно-транспортных средств, а более конкретно - к оценке параметров перемещения кабины лифта методом проекций, и может найти применение при проверке и анализе технического состояния лифтов, в том числе и любых иных подъемников, предназначенных для перемещения с одного этажа на другой людей и груза.
Известно устройство контроля скорости подъемно-транспортных средств по патенту на изобретение RU 99470, опубликованному 20.11.2010, которое представляет собой устройство, включающее датчик движения, выполненный в виде кольцевого элемента с, по меньшей мере, двумя магнитами чередующейся полярности, установленный на вращающейся детали ограничителя скорости, которая, в свою очередь, связана с тормозным или ловильным устройством. В непосредственной близости от кольцевого элемента расположен датчик сигнала, выполненный в виде платы со схемными элементами и выводами для. подсоединения к управляющему блоку, причем плата расположена в корпусе, установленном на неподвижном кронштейне. Датчик сигнала снабжен светодиодным индикатором, закрепленным на плате и расположенным в отверстии торцевой грани корпуса, частично выступая за его пределы. Второй торец корпуса выполнен открытым, а противолежащие внутренние боковые грани корпуса снабжены направляющими с пазами для установки платы и вертикальной части кронштейна в корпус.
Основной недостаток в том, что при неправильной эксплуатации лифта канат изнашивается и ограничитель скорости перестает выполнять свою функцию. При пожаре он также теряет механические свойства. А поскольку предложенная конструкция включает в себя датчик движения, установленный на вращающейся детали ограничителя скорости, то нарушается и контроль скорости подъемно-транспортных средств. Кольцевой элемент датчика движения в утройстве по RU 99470 выполнен из полимерных материалов, поэтому при скачках температуры претерпевает изменения, а именно: становится хрупким при воздействии низких температур, либо начинает плавиться при воздействии высоких температур. В связи с этим датчик движения перестает работать.
Известно устройство определения параметров торможения лифтов и подъемников на основе анализа потока фотоизображений из статьи, опубликованной в Интернет-журнале «Технологии техносферной безопасности» выпуск 
4(38) - август 2011 «http://ipb.mos.ru/ttb», которое реализует способ измерения параметров перемещения, скорости и ускорения на основе анализа потока фотоизображений, полученных путем проекции площади перемещающегося объекта на плоскость изображения. Это устройство принято за прототип заявленной полезной модели.
Предложенная конструкция включает в себя оптический маяк, закрепленный на подвижной части лифта (на нижней части лифтовой кабины), и источник света, отображающий размеры (границы) оптического маяка. С другой стороны шахты на неподвижной части закреплена фотокамера, внутри которой используется оптическая фокусирующая система, и фотоматрица. По измерению площади перемещающегося вместе с кабиной оптического маяка оцениваются параметры торможения лифта (расстояние, скорость, ускорение). Основной недостаток в том, что в устройстве не учтена система передачи данных, система сигнализаций, срабатывающая при обнаружение неисправностей, сохранение данных и их обработка, что не позволяет проводить постоянную техническую диагностику параметров ускорения, скорости перемещения кабины лифта и, тем самым, своевременно обнаружить неисправности, а также осуществить мониторинг технического состояния лифта.
В основе настоящей полезной модели лежит задача проведения мониторинга технического состояния лифта, определения параметров ускорения, скорости, перемещения и повышения надежности лифта в целом за счет своевременного обнаружения и исключения неисправностей на основе данных мониторинга. Технический результат при решении задачи заключается в определении параметров перемещения по площади изображения контрастной части оптического маяка, своевременном обнаружении дефектов различных деталей по изменению изображения и, как следствие, своевременном ремонте или замене оборудования.
Задача решена следующим образом. Заявленное устройство для контроля и определения параметров движения лифтов и подъемников на основе анализа потока фотоизображений, как и прототип, содержит оптический маяк, закрепленный на кабине лифта или подъемника, источник света, направленный на оптический маяк, фотокамеру с фотоматрицей, расположенную на неподвижной части шахты лифта и сфокусированную на оптический маяк.
В отличие от прототипа устройство для контроля и определения параметров лифтов и подъемников на основе анализа потока фотоизображений (на основе фоторегистраций) дополнительно содержит цифровой вычислительный блок, связанный с оптическим маяком и фотоматрицей, блок ввода информации, таймер и электронный ключ, подключенные к входу цифрового вычислительного блока, цифровой запоминающий блок, соединенный двусторонней связью с цифровым вычислительным блоком, и блок визуальной и звуковой сигнализации, установленный на выходе вычислительного блока. В частных случаях оптический маяк и источник света могут быть установлены на кабине лифта или сверху, или снизу.
Полезная модель соответствует критерию «новизна», поскольку в известных источниках информации не обнаружено устройств, характеризуемых той же совокупностью признаков, что и заявляемое устройство.
Устройство позволяет хранить в памяти данные проекций изображений (площади) оптического маяка, соответствующих исправной работе лифта. В результате движения лифта, кабина перемещается, и фоторегистратор определяет, за счет изменения проекции площади оптического маяка смещение кабины относительно направляющих, режим работы лебедки, удлинение каната и, как следствие, на основании этих данных определяется смещение, износ канавок канато-ведущего шкива, отклонения в работе тормозных систем, режимы работы в нормальном, эксплуатационном и аварийном режиме при срабатывании ловителей. Наличие блоков ввода информации позволяет вводить и редактировать данные, принятые за начало отсчета. Наличие таймера позволяет регистрировать время работы лифта, что, в свою очередь позволяет определять срок эксплуатации, степень износа деталей. Наличие блока визуальной и звуковой индикации позволяет передавать данные на пульт диспетчерской, в режиме реального времени отслеживать параметры движения лифта. Наличие цифрового запоминающего блока памяти позволяет хранить данные об изменении параметров лифтов (наработку) и позволяет на основе собранных данных оценить техническое состояние как деталей, так и оборудования в целом.
Отличия заявленного изобретения позволяют на основе анализа данных о техническом состоянии производить ремонт или заменять оборудования, что повышает надежность и безопасность лифта. Все перечисленное увеличивает срок эксплуатации лифта, снижает экономические затраты.
Таким образом, полезная модель в сравнении с прототипом имеет следующие преимущества: определение степени износа деталей, передача данных на диспетчерский пункт, возможность проведения техническому персоналу своевременного ремонта или замены оборудования. Основываясь на анализе данных технического состояния, исключить влияние человеческого фактора.
Полезная модель может быть лучше понятна при ознакомлении с приведенными чертежами.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 - блок-схема устройства
На фиг.2 - геометрическая схема формирования изображения оптического маяка
Устройство содержит цифровой вычислительный блок 1, связанный с соответствующими выходами блока ввода информации 2, которые могут быть установлены в верхней части шахты. Цифровой вычислительный блок 1 соединен также двусторонней связью с цифровым запоминающим блоком 3, и с блоком визуальной и звуковой индикации 4, с таймером 5, с электронным ключом 6, с оптическим маяком 7, на который направлен источник света 8, фотокамерой 9 с фотоматрицей 10.
В качестве цифрового вычислительного блока 1 может быть использован одноплатный микроконтроллер. Блок ввода информации 2 - это набор (клавиатура) кнопок управления для ввода информации и задания режима работы цифрового вычислительного блока 1. Цифровой запоминающий блок 3 может быть представлен в виде FLASH памяти. Блок визуальной и звуковой индикации 4 представляет собой выходной регистр с звуковой и световой индикацией. Таймер 5 может быть выполнен в виде генератора импульсной последовательности. Электронный ключ 6 представляет собой постоянное запоминающее устройство, в котором содержится код разрешения доступа к перепрограммированию цифрового вычислительного блока 1, выполнен съемным и устанавливается во внешний разъем цифрового вычислительного блока 1. Оптический маяк 7, закреплен на кабине лифта сверху, либо снизу и на него направлен источник света 8, отображающий размеры (границы) оптического маяка 7. С другой стороны шахты сверху или снизу, в зависимости от расположения маяка, закреплена фотокамера 9, внутри которой используется оптическая-фокусирующая система и фотоматрица 10. Фотокамера 9 сфокусирована на маяк 7. Оптический маяк 7, как и в прототипе, представляет собой плоскую симметричную фигуру. Для большей контрастности центральная часть может быть окрашена в белый матовый цвет. На фиг.2 размер контрастной части обозначен «А». «В» - размер маяка, «а» - размер изображения контрастной части маяка, «в» - размер изображения маяка. Возможно выполнение маяка без выделения контрастной части. В этом случае контрастной частью служит вся площадь оптического маяка 7.
Работа устройства заключается в следующем. Администратор устанавливает начальные параметры при помощи блока ввода информации 2 и электронного ключа 6: минимальную и максимальную высоту опускания и подъема лифта, устанавливает текущую дату и время, фиксирует нулевое время отсчета работы лифта, скорость и ускорение, при превышении которых подается сигнал о неисправностях. При движении лифта загорается источник света 8, освещая оптический маятник 7, включается таймер 5, фиксирующий время работы лифта, фотокамера 9 проецирует изображения с оптического маяка на фотоматрицу 10 (фиг.2), данные передаются в вычислительный блок 1, где согласно введенной программе, определяются расстояние, скорость и ускорение лифта по полученным фотоизображениям, и записываются в запоминающий блок 3. Затем, если возникают какие-либо неисправности, согласно измененным проекциям фотоизображений, вычислительный блок 1 падает сигнал на блок визуальной и звуковой сигнализации 4, который сообщает на пульте диспетчера о неисправностях в работе лифта. Анализ технического состояния лифта по параметрам его движения производят на основании мониторинга технического состояния и сохранения данных в запоминающем блоке 3.
1. Устройство для контроля и определения параметров движения лифтов и подъемников на основе анализа потока фотоизображений, содержащее оптический маяк, закрепленный на кабине лифта или подъемника, источник света, направленный на оптический маяк, фотокамеру с фотоматрицей, расположенную на неподвижной части шахты лифта или подъемника и сфокусированную на оптический маяк, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит цифровой вычислительный блок, связанный с оптическим маяком и фотоматрицей, блок ввода информации, таймер и электронный ключ, подключенные к входу цифрового вычислительного блока, цифровой запоминающий блок, соединенный двусторонней связью с цифровым вычислительным блоком, и блок визуальной и звуковой сигнализации, установленный на выходе вычислительного блока.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оптический маяк и источник света установлены на кабине лифта или подъемника сверху.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оптический маяк и источник света установлены на кабине лифта или подъемника снизу.
